六十年代后期：美国采用控制轧制工艺生产出 六十年代后期：美国采用控制轧制工艺生产出σs＞ 422MPa的含 钢板，用来制造大口径输油钢管。日 的含Nb钢板 用来制造大口径输油钢管。 的含 钢板， 本用控制轧制工艺生产出强度高，低温韧性好的钢板， 本用控制轧制工艺生产出强度高，低温韧性好的钢板， 并开发出一系列新的控制轧制工艺， 并开发出一系列新的控制轧制工艺，提出了相应的控 制轧制理论。这期间人们重视奥氏体再结晶行为的研 制轧制理论。 究，开始认识到未再结晶区轧制的重要性。 开始认识到未再结晶区轧制的重要性。 七十年代：完成了控轧三阶段， 、 、 应用逐步 七十年代：完成了控轧三阶段，Nb、V、Ti应用逐步 完善。 完善。
控轧分类 1．奥氏体再结晶区控制轧制（Ⅰ型控制轧制） 奥氏体再结晶区控制轧制（ 型控制轧制） 奥氏体再结晶区控制轧制 2．奥氏体未再结晶区控制轧制（Ⅱ型控制轧制） 奥氏体未再结晶区控制轧制（ 型控制轧制） 奥氏体未再结晶区控制轧制 3.（r+α）两相区控制轧制 （ ）
3.2 控轧工艺特点 一．控制加热温度 控制加热温度 二．控制轧制温 控制轧制温度 三．控制变形程度 控制变形程度 四．控制轧后冷却速度 控制轧后冷却速度 3.3 控轧的效应 一．提高综合性能 提高综合性能 既提高强度，又改善韧性，尤其是钢的 既提高强度，又改善韧性，尤其是钢的Tvs ↓↓ 二．简化工艺 简化工艺 三 . 节省合金元素 控制轧制可充分发挥Nb、 、 等微量合金元素的作用 控制轧制可充分发挥 、V、Ti等微量合金元素的作用 1
六十年代初：英国斯温顿研究所提出，铁素体 六十年代初：英国斯温顿研究所提出，铁素体微组织与性能之间的定量关系。 珠光体钢中显 微组织与性能之间的定量关系。 著名的Petch关系式明确表明了热轧时晶粒细化 关系式明确表明了热轧时晶粒细化 著名的 的重要性。 的重要性。 六十年代中期： 六十年代中期：英国钢铁研究会进行了一系列 研究：降碳改善塑性和焊接性能，利用 、 研究：降碳改善塑性和焊接性能，利用Nb、V 获得高强度， 对奥氏体再结晶的抑制作用以 获得高强度，Nb对奥氏体再结晶的抑制作用以 及细化奥氏体晶粒的各种途径。 及细化奥氏体晶粒的各种途径。
１．再结晶热轧 再结晶热轧
２．板材加速冷却 板材加速冷却 水——钢的最有效的合金化添加剂 钢的最有效的合金化添加剂
1. 控轧工艺分哪几类？控轧实践中最常用的 控轧工艺分哪几类？ 是哪种工艺？分别画出示意图。 是哪种工艺？分别画出示意图。 ２.Ⅰ型控轧与Ⅱ型控轧相比，哪种工艺轧材 Ⅰ型控轧与Ⅱ型控轧相比， 的性能更好些？为什么？ 的性能更好些？为什么？ ３.如何理解“水是最有效的合金化添加剂”这 如何理解“ 如何理解 水是最有效的合金化添加剂” 句话 ？ 4. 对结构钢的要求有哪些要素 ?
3 控制轧制的基本概述
3.1 控制轧制概念 对结构钢要求的三要素：高强度、高韧性和 对结构钢要求的三要素：高强度、高韧性和良好的焊接性能 过去几十年中对热轧材强化的传统方法是： 过去几十年中对热轧材强化的传统方法是： ①采用合金化 强度↑，韧性↓ 强度和韧性 、 强度和可焊性之间的矛盾 强度 ，韧性 ②采用轧后热处理 增加了工序，增加燃料消耗，增加成本， 增加了工序，增加燃料消耗，增加成本，降低生产率
6
3.4 控制轧制的发展历程 上世纪二十年代： 上世纪二十年代：开始研究温度和变形对显微组织和力学性能 的影响。 的影响。 三、四十年代：荷兰、比利时、瑞典等国一些没有热处理设备 四十年代：荷兰、比利时、 的轧钢厂，为了提高钢的强度和韧性， 的轧钢厂，为了提高钢的强度和韧性，将终轧温度控制在 900℃以下，并给予20~30%的道次压下率，生产出具有良 ℃以下，并给予 的道次压下率， 的道次压下率 好韧性的钢材。这就形成了采用“低温大压下” 好韧性的钢材。这就形成了采用“低温大压下”细化低碳钢 的铁素体晶粒，提高强韧性的“控制轧制”的最初概念。 的铁素体晶粒，提高强韧性的“控制轧制”的最初概念。 五十年代末： 五十年代末：美国和原苏联等国先后开展了钢的形变热处理工 艺与钢材组织和性能关系的理论研究工作。 艺与钢材组织和性能关系的理论研究工作。
定义： 定义： 控制轧制（ 控制轧制（Controlled rolling）是在热轧过程中 ） 通过对金属加热制度、 通过对金属加热制度、变形制度和温度制度的合理 控制，使热塑性变形与固态相变结合， 控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小 晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的轧制 晶粒组织， 新工艺。 新工艺。 控制冷却（ 控制冷却（Controlled Cooling）是控制轧后钢材 ） 的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。 的冷却速度达到改善钢材组织和性能的目的。
钢的成分 % 0.14C+1.3Mn 0.14C+0.034Nb 0.14C+0.08V 0.14C+0.004Nb +0.06V
常规轧制 σs N/mm2 313.9 392.4 421.8 FATT℃ ℃ +10 +50 +40
控制轧制 σs N/mm2 372.7 441.3 451.1 490.3 FATT℃ ℃ -10 -50 -25 -70